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Theorem prdslmodd

Description: The product of a family of left modules is a left module. (Contributed by Stefan O'Rear, 10-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses prdslmodd.y Y = S 𝑠 R
prdslmodd.s φ S Ring
prdslmodd.i φ I V
prdslmodd.rm φ R : I LMod
prdslmodd.rs φ y I Scalar R y = S
Assertion prdslmodd φ Y LMod

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 prdslmodd.y Y = S 𝑠 R
2 prdslmodd.s φ S Ring
3 prdslmodd.i φ I V
4 prdslmodd.rm φ R : I LMod
5 prdslmodd.rs φ y I Scalar R y = S
6 eqidd φ Base Y = Base Y
7 eqidd φ + Y = + Y
8 fex R : I LMod I V R V
9 4 3 8 syl2anc φ R V
10 1 2 9 prdssca φ S = Scalar Y
11 eqidd φ Y = Y
12 eqidd φ Base S = Base S
13 eqidd φ + S = + S
14 eqidd φ S = S
15 eqidd φ 1 S = 1 S
16 lmodgrp a LMod a Grp
17 16 ssriv LMod Grp
18 fss R : I LMod LMod Grp R : I Grp
19 4 17 18 sylancl φ R : I Grp
20 1 3 2 19 prdsgrpd φ Y Grp
21 eqid Base Y = Base Y
22 eqid Y = Y
23 eqid Base S = Base S
24 2 adantr φ a Base S b Base Y S Ring
25 3 elexd φ I V
26 25 adantr φ a Base S b Base Y I V
27 4 adantr φ a Base S b Base Y R : I LMod
28 simprl φ a Base S b Base Y a Base S
29 simprr φ a Base S b Base Y b Base Y
30 5 adantlr φ a Base S b Base Y y I Scalar R y = S
31 1 21 22 23 24 26 27 28 29 30 prdsvscacl φ a Base S b Base Y a Y b Base Y
32 31 3impb φ a Base S b Base Y a Y b Base Y
33 4 ffvelrnda φ y I R y LMod
34 33 adantlr φ a Base S b Base Y c Base Y y I R y LMod
35 simplr1 φ a Base S b Base Y c Base Y y I a Base S
36 5 fveq2d φ y I Base Scalar R y = Base S
37 36 adantlr φ a Base S b Base Y c Base Y y I Base Scalar R y = Base S
38 35 37 eleqtrrd φ a Base S b Base Y c Base Y y I a Base Scalar R y
39 2 ad2antrr φ a Base S b Base Y c Base Y y I S Ring
40 25 ad2antrr φ a Base S b Base Y c Base Y y I I V
41 4 ffnd φ R Fn I
42 41 ad2antrr φ a Base S b Base Y c Base Y y I R Fn I
43 simplr2 φ a Base S b Base Y c Base Y y I b Base Y
44 simpr φ a Base S b Base Y c Base Y y I y I
45 1 21 39 40 42 43 44 prdsbasprj φ a Base S b Base Y c Base Y y I b y Base R y
46 simplr3 φ a Base S b Base Y c Base Y y I c Base Y
47 1 21 39 40 42 46 44 prdsbasprj φ a Base S b Base Y c Base Y y I c y Base R y
48 eqid Base R y = Base R y
49 eqid + R y = + R y
50 eqid Scalar R y = Scalar R y
51 eqid R y = R y
52 eqid Base Scalar R y = Base Scalar R y
53 48 49 50 51 52 lmodvsdi R y LMod a Base Scalar R y b y Base R y c y Base R y a R y b y + R y c y = a R y b y + R y a R y c y
54 34 38 45 47 53 syl13anc φ a Base S b Base Y c Base Y y I a R y b y + R y c y = a R y b y + R y a R y c y
55 eqid + Y = + Y
56 1 21 39 40 42 43 46 55 44 prdsplusgfval φ a Base S b Base Y c Base Y y I b + Y c y = b y + R y c y
57 56 oveq2d φ a Base S b Base Y c Base Y y I a R y b + Y c y = a R y b y + R y c y
58 1 21 22 23 39 40 42 35 43 44 prdsvscafval φ a Base S b Base Y c Base Y y I a Y b y = a R y b y
59 1 21 22 23 39 40 42 35 46 44 prdsvscafval φ a Base S b Base Y c Base Y y I a Y c y = a R y c y
60 58 59 oveq12d φ a Base S b Base Y c Base Y y I a Y b y + R y a Y c y = a R y b y + R y a R y c y
61 54 57 60 3eqtr4d φ a Base S b Base Y c Base Y y I a R y b + Y c y = a Y b y + R y a Y c y
62 61 mpteq2dva φ a Base S b Base Y c Base Y y I a R y b + Y c y = y I a Y b y + R y a Y c y
63 2 adantr φ a Base S b Base Y c Base Y S Ring
64 25 adantr φ a Base S b Base Y c Base Y I V
65 41 adantr φ a Base S b Base Y c Base Y R Fn I
66 simpr1 φ a Base S b Base Y c Base Y a Base S
67 20 adantr φ a Base S b Base Y c Base Y Y Grp
68 simpr2 φ a Base S b Base Y c Base Y b Base Y
69 simpr3 φ a Base S b Base Y c Base Y c Base Y
70 21 55 grpcl Y Grp b Base Y c Base Y b + Y c Base Y
71 67 68 69 70 syl3anc φ a Base S b Base Y c Base Y b + Y c Base Y
72 1 21 22 23 63 64 65 66 71 prdsvscaval φ a Base S b Base Y c Base Y a Y b + Y c = y I a R y b + Y c y
73 31 3adantr3 φ a Base S b Base Y c Base Y a Y b Base Y
74 2 adantr φ a Base S c Base Y S Ring
75 25 adantr φ a Base S c Base Y I V
76 4 adantr φ a Base S c Base Y R : I LMod
77 simprl φ a Base S c Base Y a Base S
78 simprr φ a Base S c Base Y c Base Y
79 5 adantlr φ a Base S c Base Y y I Scalar R y = S
80 1 21 22 23 74 75 76 77 78 79 prdsvscacl φ a Base S c Base Y a Y c Base Y
81 80 3adantr2 φ a Base S b Base Y c Base Y a Y c Base Y
82 1 21 63 64 65 73 81 55 prdsplusgval φ a Base S b Base Y c Base Y a Y b + Y a Y c = y I a Y b y + R y a Y c y
83 62 72 82 3eqtr4d φ a Base S b Base Y c Base Y a Y b + Y c = a Y b + Y a Y c
84 2 ad2antrr φ a Base S b Base S c Base Y y I S Ring
85 25 ad2antrr φ a Base S b Base S c Base Y y I I V
86 41 ad2antrr φ a Base S b Base S c Base Y y I R Fn I
87 simplr1 φ a Base S b Base S c Base Y y I a Base S
88 simplr3 φ a Base S b Base S c Base Y y I c Base Y
89 simpr φ a Base S b Base S c Base Y y I y I
90 1 21 22 23 84 85 86 87 88 89 prdsvscafval φ a Base S b Base S c Base Y y I a Y c y = a R y c y
91 simplr2 φ a Base S b Base S c Base Y y I b Base S
92 1 21 22 23 84 85 86 91 88 89 prdsvscafval φ a Base S b Base S c Base Y y I b Y c y = b R y c y
93 90 92 oveq12d φ a Base S b Base S c Base Y y I a Y c y + R y b Y c y = a R y c y + R y b R y c y
94 33 adantlr φ a Base S b Base S c Base Y y I R y LMod
95 36 adantlr φ a Base S b Base S c Base Y y I Base Scalar R y = Base S
96 87 95 eleqtrrd φ a Base S b Base S c Base Y y I a Base Scalar R y
97 91 95 eleqtrrd φ a Base S b Base S c Base Y y I b Base Scalar R y
98 1 21 84 85 86 88 89 prdsbasprj φ a Base S b Base S c Base Y y I c y Base R y
99 eqid + Scalar R y = + Scalar R y
100 48 49 50 51 52 99 lmodvsdir R y LMod a Base Scalar R y b Base Scalar R y c y Base R y a + Scalar R y b R y c y = a R y c y + R y b R y c y
101 94 96 97 98 100 syl13anc φ a Base S b Base S c Base Y y I a + Scalar R y b R y c y = a R y c y + R y b R y c y
102 5 adantlr φ a Base S b Base S c Base Y y I Scalar R y = S
103 102 fveq2d φ a Base S b Base S c Base Y y I + Scalar R y = + S
104 103 oveqd φ a Base S b Base S c Base Y y I a + Scalar R y b = a + S b
105 104 oveq1d φ a Base S b Base S c Base Y y I a + Scalar R y b R y c y = a + S b R y c y
106 93 101 105 3eqtr2rd φ a Base S b Base S c Base Y y I a + S b R y c y = a Y c y + R y b Y c y
107 106 mpteq2dva φ a Base S b Base S c Base Y y I a + S b R y c y = y I a Y c y + R y b Y c y
108 2 adantr φ a Base S b Base S c Base Y S Ring
109 25 adantr φ a Base S b Base S c Base Y I V
110 41 adantr φ a Base S b Base S c Base Y R Fn I
111 simpr1 φ a Base S b Base S c Base Y a Base S
112 simpr2 φ a Base S b Base S c Base Y b Base S
113 eqid + S = + S
114 23 113 ringacl S Ring a Base S b Base S a + S b Base S
115 108 111 112 114 syl3anc φ a Base S b Base S c Base Y a + S b Base S
116 simpr3 φ a Base S b Base S c Base Y c Base Y
117 1 21 22 23 108 109 110 115 116 prdsvscaval φ a Base S b Base S c Base Y a + S b Y c = y I a + S b R y c y
118 80 3adantr2 φ a Base S b Base S c Base Y a Y c Base Y
119 4 adantr φ a Base S b Base S c Base Y R : I LMod
120 1 21 22 23 108 109 119 112 116 102 prdsvscacl φ a Base S b Base S c Base Y b Y c Base Y
121 1 21 108 109 110 118 120 55 prdsplusgval φ a Base S b Base S c Base Y a Y c + Y b Y c = y I a Y c y + R y b Y c y
122 107 117 121 3eqtr4d φ a Base S b Base S c Base Y a + S b Y c = a Y c + Y b Y c
123 92 oveq2d φ a Base S b Base S c Base Y y I a R y b Y c y = a R y b R y c y
124 eqid Scalar R y = Scalar R y
125 48 50 51 52 124 lmodvsass R y LMod a Base Scalar R y b Base Scalar R y c y Base R y a Scalar R y b R y c y = a R y b R y c y
126 94 96 97 98 125 syl13anc φ a Base S b Base S c Base Y y I a Scalar R y b R y c y = a R y b R y c y
127 102 fveq2d φ a Base S b Base S c Base Y y I Scalar R y = S
128 127 oveqd φ a Base S b Base S c Base Y y I a Scalar R y b = a S b
129 128 oveq1d φ a Base S b Base S c Base Y y I a Scalar R y b R y c y = a S b R y c y
130 123 126 129 3eqtr2rd φ a Base S b Base S c Base Y y I a S b R y c y = a R y b Y c y
131 130 mpteq2dva φ a Base S b Base S c Base Y y I a S b R y c y = y I a R y b Y c y
132 eqid S = S
133 23 132 ringcl S Ring a Base S b Base S a S b Base S
134 108 111 112 133 syl3anc φ a Base S b Base S c Base Y a S b Base S
135 1 21 22 23 108 109 110 134 116 prdsvscaval φ a Base S b Base S c Base Y a S b Y c = y I a S b R y c y
136 1 21 22 23 108 109 110 111 120 prdsvscaval φ a Base S b Base S c Base Y a Y b Y c = y I a R y b Y c y
137 131 135 136 3eqtr4d φ a Base S b Base S c Base Y a S b Y c = a Y b Y c
138 5 fveq2d φ y I 1 Scalar R y = 1 S
139 138 adantlr φ a Base Y y I 1 Scalar R y = 1 S
140 139 oveq1d φ a Base Y y I 1 Scalar R y R y a y = 1 S R y a y
141 33 adantlr φ a Base Y y I R y LMod
142 2 ad2antrr φ a Base Y y I S Ring
143 25 ad2antrr φ a Base Y y I I V
144 41 ad2antrr φ a Base Y y I R Fn I
145 simplr φ a Base Y y I a Base Y
146 simpr φ a Base Y y I y I
147 1 21 142 143 144 145 146 prdsbasprj φ a Base Y y I a y Base R y
148 eqid 1 Scalar R y = 1 Scalar R y
149 48 50 51 148 lmodvs1 R y LMod a y Base R y 1 Scalar R y R y a y = a y
150 141 147 149 syl2anc φ a Base Y y I 1 Scalar R y R y a y = a y
151 140 150 eqtr3d φ a Base Y y I 1 S R y a y = a y
152 151 mpteq2dva φ a Base Y y I 1 S R y a y = y I a y
153 2 adantr φ a Base Y S Ring
154 25 adantr φ a Base Y I V
155 41 adantr φ a Base Y R Fn I
156 eqid 1 S = 1 S
157 23 156 ringidcl S Ring 1 S Base S
158 2 157 syl φ 1 S Base S
159 158 adantr φ a Base Y 1 S Base S
160 simpr φ a Base Y a Base Y
161 1 21 22 23 153 154 155 159 160 prdsvscaval φ a Base Y 1 S Y a = y I 1 S R y a y
162 1 21 153 154 155 160 prdsbasfn φ a Base Y a Fn I
163 dffn5 a Fn I a = y I a y
164 162 163 sylib φ a Base Y a = y I a y
165 152 161 164 3eqtr4d φ a Base Y 1 S Y a = a
166 6 7 10 11 12 13 14 15 2 20 32 83 122 137 165 islmodd φ Y LMod